김지혜

From Biocourse

2. What causes beta-zero-thalassemia?

thalassemia는 지중해 빈혈이란 뜻으로 이병은 적혈구 결핍을 포함한다. 두 개의 중요한 타입은 알파,베타 type으로 이는 적혈구의 헤모글로빈 부족에 기인한다. 지중해빈혈을 베타-hemoglobin chain 유전자의 점돌연변이 및 결실에 의해 일어난다고 알려져 있다.

정상 헤모글로빈 분자는 두 개의 알파 체인과 둑의 베타 체인으로 이루어져있다고 했는데, 각 체인은 서로 다른 유전자에 의해 만들어진다. 이 질병은 헤모글로빈을 만드는 유전자가 잘못되어 알파나 베타 체인을 충분히 만들어내지 못하기 때문에 발생한다. 베타 체인에 이상이 있는 경우가 더 흔하다. 상염색체 열성 질환이므로 양쪽 부모에게 이상 유전자를 물려받는 경우 증상이 심하게 나타난다. 알파 체인을 만드는데 4개의 유전자가 관여하는데 이 유전자 가운데 1개에서 3개만 이상을 보이는 환자들은 대부분 아무런 증상도 나타나지 않는다. 이와 달리 4개 모두 이상이 있을 경우에는 태어나기 전에 사망한다.

3. Sickle hemoglobin is a "point mutation" meaning only one nucleic acid is exchanged resulting in sickle cell anemia. Which nucleic acid is exchanged?

 adenine(A) in normal hemoglobin is replaced with thymine(T) is sickle hemoglobin.

 유전자 수준에서의 변화를 조사해본 결과 단지 하나의 염기만이 바뀐 것을 알게 되었다.
→아데닌(adenine:A)이 티민(thymine:T)으로 바뀜.


4. How does this single nucleic acid exchange cause such a deadly disease?

염기 하나의 치환 혹은 이로 인한 한 아미노산의 변화가 단백질의 구조와 기능을 완전히 바꾸어 놓는 것을 알 수 있는데, 글루탐산이 발린으로 바뀌면서 헤모글로빈의 용해도가 떨어지며, 산소가 낮게 되면 돌연변이 형태의 헤모글로빈 단백질은 긴 체인을 형성하여 적혈구 세포를 도넛 모양이 아닌 초승달 모양으로 바꾸어 버린다. 겸상적혈구는 혈관을 상하게 하여 혈액순환을 저해함으로써 유발되는 증상(적혈구 파괴로 인한 심한 빈혈증, 황달, 모세혈관이 막혀서 생기는 고통스러운 조직파괴)을 일으킨다.
 

5. At which base pair position does the sickle hemoglobin mutation occur?

정상은 6번째 아미노산이 글루탐산(glutamic acid)인 반면, 돌연변이에서는 발린(valine)으로 바뀐다. 
베타-글로빈 체인에 변화가 일어나는 것은 6번째 아미노산만이 있는 것이 아니며 다른 위치에서도 아미노산의 변화가 일어나는 것이 조사되었다.